作为世界最为重要的能源之一,煤炭储量极为丰富。世界各国都对煤田的勘测与开发予以了高度重视。现阶段,煤田地质勘探中应用的测井技术不断发展,仪器也呈现出组合化与精密化的发展趋势,使煤田地质勘探工作的便利性得以显著提升。目前,地球物理测井技术的应用率逐步提升,因此,对该技术的具体应用情况展开探讨十分必要。
一、煤田地球物理测井技术分析
应用地球物理测井技术,主要是利用化学元素的导电性及放射性等特点,在煤矿区域钻孔并利用电磁及震动等物理方式检测出煤层中所含有化学元素的种类及含量,并对煤尘的深度及厚度进行分析,以此为依据进行煤矿资源等级的划分,为后续煤矿开采工作的开展提供数据依据。自上世纪开始,地球物理测井技术便已诞生,当时是运用电阻率进行煤层的测量与分析。在科技不断发展的当下,煤田地质勘测中所应用的测井技术不断优化与完善,由最早的模拟测井升级为目前的数控及成像测井技术,其所获取的煤田勘测数据越来越精准,为煤矿开采工作带来了较大的便利,不仅可以为开采方案的确定提供依据,也为煤炭资源的安全与高效开采提供了保证,有利于煤炭企业经济效益的最大化提升,也促进了煤炭资源使用效率的显著提升。
二、煤田地质勘探中地球物理测井技术的主要应用分析
1、在岩煤层定性及煤层定厚方面的应用
(1)煤、岩层定性分析
岩煤层定性采用天然伽玛(GR)、长源距伽玛(GGL)、视电阻率(NR)以及双收时差(NS)等多种参数曲线,通过比较分析进行解释。
(2)煤层深度与厚度的确定
煤层的定厚是在处理过程中,采用物性反应好的GR、NR和GGL等测井参数,在1:50放大曲线上进行解释。
2、在鉴定沉积环境方面的应用
植物及动物残骸历经多年的沉积,逐渐演变成煤炭资源。在地质煤田地质勘探中了解煤炭沉积环境,是煤层开采方案制定的重要依据,了解沉积层中泥沙岩石等不同结构的组合及变化情况可以据此判定出煤矿的储量。其中,砂体的粒度、分选性及泥质含量的变化,是三项重要指标。测井曲线不仅能区分不同岩性的地层,而且还可以有效地反映出这三项指标的变化情况,所以利用测井曲线的配合使用,在鉴定底层和沉积环境中几乎被认为是不可缺少的。利用测井资料还可以做出区域的含砂率图,这些图件能清晰地反映出砂体的几何形态及其与煤层赋存形态之间的相关关系。可以此为依据预测富集煤区域的位置,从而指导钻孔的布置和勘探设计。
3、在煤质与岩性分析方面的应用
利用数字测井技术和计算机对密度测井、声波测井、中子测井等测井曲线进行数字处理,可以获得有关煤质指标和岩石组分的定量分析结果。能够进行煤质分析和岩性分析,这是现代煤田测井的重要特之一。煤质分析和岩性分析有体积模型法和数理统计法两种分析方式。
4、在地层强度特性确定方面的应用
岩石的强度特性是煤矿开采中所要勘测的重要数据之一,煤层顶底板的强度是煤矿开采方案制定的重要依据,也与矿井支护方案的合理选择具有一定关联。测井资料力学性质分析能为工程地质勘探提供非常有价值的岩石力学质参考,并可以借助测井资料降低煤的勘探和矿山开发的成本与风险。利用声波测井和密度测井资料可以较准确地提供出岩石的各种动态弹模量。
5、在地层对比与勘探区评价方面的应用
利用测井资料进行地层对比和区域性的综合分析研究,可以得到煤层对比图、覆盖层等厚线图、全部煤层或可采煤层的等厚线图、等灰分线图、顶底板等高线图等成果图件,对相关信息进行收集与整合,可以找出煤层的准确位置,并可从地质方面进行煤层情况的详细分析,测算出煤炭的具体储量,以此为煤田地质勘探的评价及开采方案的制定提供了准确的数据依据。
6、在煤级别确定与洗煤产率计算方面的应用
由于火成岩的侵入使煤的级别逐渐增高时,各种测井曲线会产生相应的变化,如煤的变质程度越深,中子曲线会逐渐降低,电阻率也会相应下降等等。冈此,利用诸如密度-电阻率视电阻率-天然伽玛交会图板,便可有效地判断煤层的级别。利用密度测井曲线可以预测煤的可洗性,即在预定的某种特定比重条件下洗选原煤时的产率。
7、在地质年代界面划分方面的应用
由于地层地质年代的改变,在测井曲线上往往表现为曲线形态的突变或测井曲线整体基线值发生改变,即测井曲线整体的抬高或落低,根据这些特点,通过对同一勘探区各钻孔测井曲线的分析对比,结合地质钻探方面提供的区域地质规律进行分析,测井曲线就能够有效而准确地划分出地质年代的界面。
8、在断层点解释方面的应用
正断层会使地层出现间距明显缩短或缺失,逆断层则使地层出现间距明显增加或重复现象。这种层间距的明显缩短或增加,地层缺失或重复的现象也会反映到测井曲线上,据此可以从曲线上判断断层的大致位置及其性质。通过曲线的对比和分析,确定勘探区不同岩性的地层断层破碎带的测井曲线特征类型。
9、在地层倾角反映方面的应用
地层倾角测井仪可有效地反映出地层倾角的变化,通过对全区各钻孔测井结果的对比分析,可以对全区地质构造有一定的了解和确定。如今井下流速仪、超声成像、井下成像测井等测井技术逐渐成熟,这为今后工程开发有着举足轻重的作用。
结语:经过几十年来国外测井技术的借鉴和国内测井技术的革新,煤田测井技术不断的提高,相关技术人员和科学人员通过具体的工程实践,将煤田开采的普查和勘探技术不断完善。煤田测井技术能够准确的分析煤层的分布和煤炭的质量,在开采施工中就可以有针对性的采取施工措施,从而提高煤炭工业的经济效益,并为国家的经济发展贡献了一份力量。
参考文献:
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[2]刘迪.地球物理测井技术在煤矿地质勘探中的应用[J].内蒙古煤炭经济,2019,273(04):148-149.